Комплекс для переработки отходов обогащения и сжигания угля


 


Владельцы патента RU 2545575:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к угледобывающей промышленности, а именно к переработке отходов обогащения каменного угля и отходов от сжигания каменного угля, которые образуются при добыче и обогащении угля, а также от недожога его в топках котельных и печей, достигающего 50%. Техническим результатом является повышение эффективности сжигания смеси отходов обогащения и сжигания угля с добавками. Комплекс для переработки отходов обогащения и сжигания угля включает установку для подготовки смеси отходов обогащения и сжигания угля с добавками, камеру сжигания смеси, газовентиляционный насос, котлоагрегат для получения тепла, при этом дополнительно включает установку для обезвоживания смеси совместно с ультразвуковой установкой для обработки обезвоженной смеси, установку для обогащения воздуха дутья кислородом, устройство обработки зоны горения ультразвуком, сооружения газоочистки, устройство утилизации пыли, объединенные в единую технологическую цепь. 1 ил.

 

Изобретение относится к угледобывающей промышленности, а именно к переработке отходов обогащения каменного угля и отходов от сжигания каменного угля, которые образуются при добыче и обогащении угля, а также от недожога его в топках котельных и печей, достигающего 50%.

Известен способ подготовки угля к гидротранспортированию (патент RU 2026741, МПК В02С 19/00, опубл. 20.01.1995), включающий измельчение его в мельницах грубого и тонкого помола. Недостаток способа заключается в том, что на указанных установках готовят уголь только для гидротранспортирования, но не готовят уголь к сжиганию.

Известен способ получения водоугольного топлива (патент RU 2439131, МПК C10L 1/32, В02С 19/00, В02С 19/18, опубл. 10.01.2012) на основе каменных углей. Каменный уголь подвергают измельчению в роторном гидродинамическом кавитационном аппарате. Ротор, закрепленный на приводном валу, содержит насосные лопатки и концентрический ряд кавитаторов. Недостаток этого способа заключается в том, что он применим только для переработки угля и невозможно применение для обработки отходов обогащения каменного угля (водоугольной смеси), которые содержат малое количество горючих компонентов 2,5-7,5% по массе, а остальное - минеральные примеси.

Наиболее близким техническим решением является способ интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива ТЭС (патент RU 2437028, МПК F23B 90/00, C10L 9/10, В82В 1/00, опубл. 20.12.2011), который включает подготовку пылеугольной смеси низкореакционного топлива с воздухом и нанодобавкой. Пылеугольная смесь, непосредственно перед подачей в горелки, подлежит ультразвуковой обработке, затем воспламенению и горению в котле. В качестве нанодобавки используются астралены - многослойные фуллероидные наночастицы, или таунит - углеродный наноматериал. Нанодобавки вводятся в пылеугольную смесь топлива в гомеопатических дозах по массе твердого топлива 0,01-0,02%. Недостаток этого способа заключается в том, что он применим только для переработки твердого низкореакционного топлива и невозможно применение для переработки отходов обогащения каменного угля (водоугольной смеси), которые содержат малое количество горючих компонентов 2,5-7,5% по массе, а остальное - минеральные примеси.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение полноты сжигания отходов обогащения каменного угля, отходов от сжигания каменного угля в топках.

Решение поставленной задачи достигается тем, что для повышения эффективности сжигания смеси отходов обогащения и сжигания угля с добавками в комплекс дополнительно включают установку для обезвоживания смеси совместно с ультразвуковой установкой для обработки обезвоженной смеси, установку для обогащения воздуха дутья кислородом, устройство обработки зоны горения ультразвуком, сооружения газоочистки, устройство утилизации пыли, объединенные в единую технологическую цепь.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлена технологическая цепь устройств и агрегатов комплекса для переработки отходов обогащения и сжигания угля и приняты следующие обозначения: 1 - устройство для обезвоживания массы отходов; 2 - установка для подготовки смеси отходов обогащения и сжигания угля с добавками; 3 - смеситель; 4 - установка обработки смеси ультразвуком; 5 - установка для обогащения воздуха дутья кислородом; 6 - камера сжигания смеси; 7 - устройство обработки зоны горения ультразвуком; 8 - котлоагрегат; 9 - сооружения газоочистки (циклоны и рукавные фильтры); 10 - газовентиляционный насос; 11 - устройство для утилизации пыли; 12 - транспортная установка.

Известно, что при сжигании каменного угля в котельных, бытовых и промышленных печах образуются шлаки (зола), в которых остается 40-50% угля. При этом часть угля уходит с золой и шлаком в отвалы, 10-15% выбрасывается в атмосферу, часть из которого улавливается газоочистными установками.

Предлагаемое изобретение позволяет сжигать уголь, который выбрасывается с золой и шлаком в отвал на котельных, тепловых электростанциях и бытовых печах, а также отходы угля, которые образуются при обогащении каменного угля на обогатительных фабриках. Для этого угольные отходы подвергают измельчению, активации поверхности, химической обработке и физическому воздействию в следующем порядке: отходы обогащения и сжигания угля в топках и котельных обезвоживаются на установке 1; проходят подготовку на установке 2 - шихтуются в % масс.: отходы сжигания угля - 55-65, активаторы (органические реагенты) - 5-8, алюминиевый порошок - 1-3, отходы обогащения угля - остальное; подаются в смеситель 3. В смесители 3 смесь из перечисленных компонентов перемешивается и обрабатывается ультразвуком установкой 4, затем выдается во вращающуюся цилиндрическую камеру сжигания 6, куда подается обогащенное кислородом дутье от установки 5. Зона горения обрабатывается ультразвуком от установки 7, отходящие газы поступают в котлоагрегат 8 для получения тепла, а затем на сооружения газоочистки 9 (циклоны и рукавные фильтры). Из очистных сооружений 9 очищенные газы с помощью газовентиляционного насоса 10 выбрасываются в атмосферу, а пыль поступает на установку утилизации пыли 11, откуда установкой транспортирования 12 выдается вместе с золой камеры сжигания 6 на переработку.

Пример. В исследованиях применяли отходы обогащения угля (шахта «Коксовая», г. Прокопьевск), содержащие 30-37% золы, остальное - каменный уголь. Отходы обезвоживаются на установке 1 (фиг. 1). На установке 2 обезвоженные отходы шихтуются в % масс.: отходы сжигания угля - 55-65, активаторы - 5-8, алюминиевый порошок - 1-3, отходы обогащения угля - остальное. В качестве активаторов используются органические реагенты - смесь горючих веществ, например керосина, мазута, каменноугольной смолы и других отходов нефтехимической промышленности. Смесь подается в смеситель 3. В смесители 3 смесь перемешивается и обрабатывается ультразвуком установкой 4, затем выдается во вращающуюся цилиндрическую камеру сжигания 6, куда подается обогащенное кислородом дутье от установки 5. Зона горения обрабатывается ультразвуком от установки 7. Отходящие газы из зоны горения поступают в котлоагрегат 8, а затем на сооружения газоочистки 9. Из очистных сооружений 9 очищенные газы с помощью газовентиляционного насоса 10 выбрасываются в атмосферу, а пыль поступает на установку утилизации пыли 11, откуда установкой транспортирования 12 выдается вместе с золой камеры сжигания 6 на переработку. После сжигания получили золошлаковую смесь, содержащую 0,3-0,8% углерода.

Дополнительно опробовано сжигание индивидуальных отходов, каждый из которых подвергался подготовке для сжигания единым описанным способом. Содержание углерода в продуктах составляло от 0,3 до 3,3%. Таким образом, предлагаемый комплекс для переработки отходов обогащения и сжигания угля позволяет обезвреживать отходы на основе каменного угля и дополнительно получать тепловую энергию.

Технический результат достигается: тем, что проводится обезвоживание, позволяющее достичь более интенсивного и полного сжигания горючих компонентов угля; добавкой в смесь горючих веществ, например керосина, мазута, каменноугольной смолы и других отходов нефтехимической промышленности; равномерностью смеси по крупности твердых частиц; перемешиванием смеси и обработкой ультразвуком для активации; обработкой ультразвуком зоны горения для ее активации.

Комплекс для переработки отходов обогащения и сжигания угля, включающий установку для подготовки смеси отходов обогащения и сжигания угля с добавками, камеру сжигания смеси, газовентиляционный насос, котлоагрегат для получения тепла, отличающийся тем, что в комплекс дополнительно включают установку для обезвоживания смеси совместно с ультразвуковой установкой для обработки обезвоженной смеси, установку для обогащения воздуха дутья кислородом, устройство обработки зоны горения ультразвуком, сооружения газоочистки, устройство утилизации пыли, объединенные в единую технологическую цепь.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в котельных агрегатах для утилизации птичьего помета, в том числе непосредственно на птицефабриках с целью выработки тепловой и электрической энергии, а также получения золы как ценного минерального удобрения.

Изобретение относится к средствам переработки и уничтожения твердых бытовых и промышленных отходов, в которых содержатся фрагменты с углеродсодержащими веществами.

Изобретение относится к утилизации водомаслоокалиносодержащих отходов металлургического и машиностроительного производства. Техническим результатом является получение продукта, пригодного для брикетирования мелкодисперсных железосодержащих отходов без добавок, а именно прямым прессованием прокаленной окалины, и снижение затрат на постороннее топливо при получении более качественной продукции.

Изобретение относится области энергетики, предназначено для утилизации отходов на предприятиях аграрно-промышленного комплекса. Техническим результатом является повышение качества сжигания подстилочного помета и продление срока использования установки для сжигания топлива.

Изобретение относится к средствам уничтожения твердых углеродсодержащих бытовых и промышленных отходов. Инсинератор твердых углеродсодержащих отходов содержит устройство для загрузки отходов со шнековым питателем 14, камеру горения 1, устройство поджига 4, устройство дожига 2 с плазматроном, систему подачи воздушного потока, завихритель воздушного потока, систему очистки и удаления продуктов горения, теплообменник 10, причем плазматрон содержит устройство инициирования разряда, внешний электрод и центральный электрод.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к технике обезвреживания токсичных отходов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве для сжигания осадков сточных вод.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к переработке промышленных хлорсодержащих отходов на основе полихлорированных бифенилов, и может быть использовано для утилизации этих отходов в печи шахтного типа.

Изобретение относится к подготовке скважинных флюидов к их утилизации, а именно к устройству и способу экологически чистого горения с нагнетанием воздуха газотурбинным двигателем для сжигания скважинных флюидов с целью их утилизации.

Изобретение относится к области обезвреживания твердых опасных нерадиоактивных отходов, а именно к конструкциям для обезвреживания непригодных к использованию ядохимикатов и подобных им химических веществ.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к оросительной установке открытого типа, устанавливаемой на пути движения продуктов сгорания, для их охлаждения и локализации при горизонтальном расположении ракетного двигателя на твердом топливе, и может быть использовано как при испытании, так и при ликвидации заряда ракетного двигателя на твердом топливе.

Изобретение относится к способу получения катализатора путем покрытия ячеистых тел кристаллическим слоем металла с каталитическими свойствами. Перед нанесением покрытия на поверхности ячеистых тел кристаллического слоя металла упомянутые поверхности предварительно покрывают порошком из драгоценных металлов, имеющим размер частиц <10 мкм. Ячеистый катализатор имеет дважды покрытую поверхность с нанесенным на поверхность кристаллическим слоем металла. Между поверхностью ячеистого тела (4) и кристаллическим металлическим слоем (3) имеется промежуточный слой (2), образованный из обожженного порошка драгоценного металла. Катализатор применяют для очистки отработанных газов и каталитического горения. В результате предварительного покрытия порошком из нержавеющей стали получают продукт длительного использования, более низкую чувствительность, больший диапазон температур применения и более долгий срок службы. Описан также способ для использования в беспламенных каталитических конденсационных котлах, в каталитической последующей очистке в термических системах очистки отработанного воздуха и как покрытия для мембран топливных элементов. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству и способу для переработки отходов, преимущественно биомассы, путем газификации с получением жидких и газообразных горючих продуктов, используемых в качестве топлива или промежуточных полупродуктов для химического синтеза или жидких моторных топлив. Техническим результатом является увеличение производительности по утилизируемой биомассе. Описана конструкция установки для утилизации биомассы путем газификации или пиролиза, в которой вертикальный цилиндрический реактор со слоем твердых частиц в его нижней части, оборудованный средствами для подачи биомассы и среды под давлением в слой твердых частиц, а также средствами для сбора горючих продуктов газификации на выходе в его верхней части, расположенный коаксиально внутри кольцевого реактора, содержащего слой гранулированного катализатора полного окисления в его нижней части, и оборудованный газораспределительной решеткой и средствами для подачи топлива и воздуха в слой катализатора, а также средствами для сбора продуктов сгорания, расположенных в его верхней части. К внешней поверхности внутреннего реактора приварены плоские ребра из материала корпуса реактора, а между патрубками для подачи биомассы и среды под давлением размещена газораспределительная решетка, над которой располагается организующая насадка, неизотермическая решетка и теплообменник, а в патрубок для подачи среды под давлением направляются газообразные продукты газификации. Кольцевой реактор в нижней части содержит частицы катализатора глубокого окисления веществ в смеси с дисперсными частицами инертного материала, а над газораспределительной решеткой располагается организующая насадка, неизотермическая решетка и теплообменник. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 пр., 1 ил.

Изобретение относится к технике горючих материалов, а именно к способам определения режимов зажигания и скорости горения взрывчатого наполнения боеприпасов при утилизации выжиганием. Способ определения режимов зажигания и скорости горения взрывчатого наполнения боеприпасов при утилизации выжиганием заключается в подготовке бронированного по боковой и задней торцевой поверхностям образца взрывчатого наполнения с датчиками положения фронта горения, закреплении образца горизонтально в открытой камере сгорания, воспламенении в момент контакта сыпучего твердого теплоносителя, регистрации сигналов от датчиков положения фронта горения во времени, скреплении по задним торцам образа взрывчатого наполнения и внешней направляющей гильзы, закреплении образца в открытой защитной камере, направлении объектива видеорегистратора в защитной камере на поверхность горения образца, подготовке в генераторе импульсных струй дозы твердого сыпучего теплоносителя, измерении температуры теплоносителя встроенным в фиксатор генератора импульсных струй датчиком температуры, метании дозы в виде импульсной плотной струи теплоносителя вертикально вверх с натеканием на поверхность горения, регистрации времени от момента контакта теплоносителя до вспышки на поверхности горения с помощью видеорегистратора и времени от датчиков положения фронта горения по толщине образца. Достигается создание способа определения режимов воспламенения и скоростей горения материала взрывчатого наполнения. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в области переработки углеродсодержащих катодных материалов. Способ включает загрузку отработанных катодных ванн производства алюминия в шахтную печь (1), где проводят их термообработку при температуре выше температуры воспламенения углерода и выше температуры испарения токсичных веществ, содержащихся в отработанных катодных ваннах. В первом продольном участке (8) шахтной печи (1) реакционные газы направляют в прямотоке с углеродом, а во втором продольном участке (9) шахтной печи - в противотоке углероду. Реакционные газы выводят (11) из шахтной печи в области с увеличенным сечением (7), находящейся между указанными продольными участками (8,9). Изобретение позволяет полностью отделить токсичные вещества, такие как натрий и фтор, и одновременно получить шлак, богатый алюминатом кальция, предотвратить рециркуляцию щелочей. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области переработки политетрафторэтилена (ПТФЭ) и утилизации его отходов и может найти применение для получения растворов, содержащих ионы фтора (электролитов) и используемых для проведения электролиза и химических реакций в растворах с участием ионов фтора с выделением товарных продуктов, в частности водорода, ультрадисперсных оксидов металлов и других соединений. Осуществляют термодеструкцию ПТФЭ в плазме электрического разряда в переменном электрическом поле при амплитуде переменного напряжения 5-12 кВ. Электрический разряд возбуждают между электродами. Один из электродов размещен над поверхностью воды на расстоянии, обеспечивающем стабильное протекание разряда. Другой электрод погружают в воду. Изобретение обеспечивает повышение полноты утилизации продуктов переработки ПТФЭ при одновременном упрощении способа за счет переведения части газообразных продуктов его переработки в раствор непосредственно в ходе термодеструкции. 2 ил.,2 пр.

Изобретение относится к области энергетики, предназначено для утилизации отходов на предприятиях аграрно-промышленного комплекса, преимущественно для сжигания пометно-подстилочной массы (ППМ), и может быть использовано для сжигания ППМ как в товарном виде, так и с добавками других видов мелкофракционных и пылевидных топлив. Техническим результатом является предотвращение подсоса холодного воздуха, предварительная подсушка ППМ и полный дожиг, что позволяет обеспечить более эффективное сжигание подстилочно-пометной массы. Способ включает аэродинамическую напорную подачу горячим воздухом ППМ в нижнюю камеру скоростного сжигания сверху вниз через топливную трубу с организацией в камере одновременно: подсушки, газогенерации и факельно-слоевого сжигания ППМ с противоточно-обращенным дутьем на беспровальной колосниковой решетке шурующей планкой, дожиг выноса коксовых остатков и продуктов газификации с деструкцией супертоксикантов в верхней камере с организацией устойчивого горения факела в диапазоне температур 800-950°C и длительностью более 2 с с турбулизацией факела и дымовых газов путем управляемой подачи горячего вторичного воздуха в нижнюю часть верхней камеры тангенциально, с организацией спиралеобразного движения продуктов горения вверх. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технологической линии плазмотермического обезвреживания токсичных отходов. Технический результат - превращение токсичных отходов в малотоксичные бетонные блоки строительного назначения. Технологическая линия включает емкость, содержащую токсические отходы, связанную системой их подачи в плазмотермический реактор, снабженный системой подачи охлаждающей воды, плазмотроном, взаимодействующим с компрессором, центробежный барботажный аппарат, вытяжной вентилятор. Причем емкость отходов выполнена с возможностью расслоения отходов на органический отстой и водно-солевой раствор фторида калия, а система подачи отходов снабжена емкостью дизельного топлива и накопительной емкостью. При этом плазмотрон имеет три пневматические форсунки для разбрызгивания органических примесей и снабжен охладителем воды и насосом циркуляции воды, а центробежный барботажный аппарат снабжен дополнительной системой охлаждения, включающей отстойник воды, каплеуловитель, дымосос и емкость приготовления известкового молока, при этом емкость отходов дополнительно снабжена смесителем, соединенным с бункером-дозатором и героторным растворонасосом. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для совместного сжигания газовых и жидкостных сбросов. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов. Устройство содержит обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, горелку, расположенную на оси обечайки и представляющую собой полый цилиндрический корпус, соединенный с трубопроводом подачи газовых сбросов, трубу, соосно установленную внутри корпуса и соединяющую трубопровод подачи жидкостных сбросов с пневматической форсункой, установленной в выходной части корпуса, несколько трубок, установленных снаружи корпуса с одинаковым угловым шагом и соединенных с внутренней полостью корпуса, при этом на концах трубок установлены форсунки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для совместного и раздельного сжигания газовых и жидкостных сбросов. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов. Устройство содержит обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, смесительную головку, расположенную на оси обечайки и включающую в себя блок подачи газовых сбросов, блок подачи жидкостных сбросов, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой радиальными патрубками, форсунки, связывающие между собой блок подачи газовых сбросов и блок подачи жидкостных сбросов, состоящие из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи газовых сбросов, причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали, втулку с цилиндрической внутренней поверхностью, соединенную с блоком подачи жидкостных сбросов и охватывающую с зазором наконечник, при этом на торце втулки закреплено сопло, трубопровод подачи газовых сбросов, трубопровод подачи жидкостных сбросов, соединенные со смесительной головкой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для совместного и раздельного сжигания газовых и жидкостных сбросов. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов. Комбинированное горелочное устройство содержит, как минимум, раму, смесительную головку, закрепленную на раме и состоящую из блока подачи газовых сбросов, блока подачи жидкостных сбросов, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками, форсунок, расположенных по концентрическим окружностям и связывающих между собой блок подачи газовых сбросов и блок подачи жидкостных сбросов, состоящих из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи газовых сбросов. Причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали, втулки с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающей с зазором наконечник и соединенной с блоком подачи жидкостных сбросов, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, коллектор подачи газовых сбросов и коллектор подачи жидкостных сбросов, соединенные со смесительной головкой. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх